crwdns2934019:0Hall-Effect Joystickscrwdne2934019:0
NLHall-Effect Joysticks
crwdns2934003:0crwdnd2934003:0Toon Koningscrwdnd2934003:032,4crwdns2936485:0crwdne2936485:0crwdne2934003:0
(crwdns2942739:0crwdne2942739:0)
crwdns2933983:0crwdne2933983:0
Crwdns2931665:0crwdne2931665:0 | [title|Hall-Effect Joysticks] [summary]How do hall-effect joystick work? How do they differ from potentiometer joysticks? Do hall-effect joysticks eliminate joystick drift?[/summary] [summary_image|3311323] [page_title|Hall-Effect Joysticks: How do they work and how will they eliminate joystick drift?] You may have experienced this on your controllers before: your character starts moving with no input, your aim creeps upwards or to the side while trying to stay still, your controller seems to be possessed by a ghost that constantly wants to move ever-so-slightly to the left. This phenomenon is referred to as “joystick drift” and is exceedingly common in gaming controllers. It isn’t because you dropped the controller or tossed it across the room after a particularly intense gaming session; rather this is a design flaw inherent to the mechanism behind most controllers on the market: the potentiometer. == Why do joysticks drift? == [image|3311297|size=medium] A potentiometer is simply a variable resistor that forms a variable voltage divider. This might not mean much if you’re unfamiliar with electrical components and theory. All you need to know is that the voltage divider output changes depending on the stick's position. Your controller reads this voltage and translates it to a coordinate. Say 0.1V means “down” and 0.9V means “up”. Center might be defined as 0.5V. Potentiometers are not super accurate so these calibrations are usually done at the factory, meaning that the controller always expects 0.5V to be the center. As you move your joystick, it moves a conductive wiper against a resistive contact pad, which varies the resistance, and thus output voltage. You move your joystick up, and the resistance and output voltage increase. You move the joystick down, and the resistance and output voltage decreases. There are two potentiometers on each stick for horizontal and vertical movement, so your controller reads the voltages from both to determine where you want your character to go. The problem arises when these resistive contact pads get worn down over time due to friction. You can imagine how many repetitions this system gets after just an hour of gaming. Every time you move your joystick back and forth these contact pads lose a minuscule amount of material. Over time, this alters the resistance of the contact pads. Once the resistance value of the neutral position changes—boom, joystick drift. Because your controller is reading a different voltage than expected while stationary, it interprets it as joystick input, resulting in your character slowly walking off that cliff while you get a snack. == How do hall-effect joysticks eliminate drift? == [image|3311296|size=medium] Here’s where Hall-Effect sensors come in. Where the potentiometer joystick uses a resistive pad and wiper to vary the voltage, a Hall-Effect joystick uses a contactless alternative: magnets. In a Hall-Effect joystick, the conductive pin (the wiper) is replaced by a magnet, and the resistive contact strip is replaced by a flat conductor (''Hall Element)'' that is sensitive to magnetic fields. As electrons flow through this material, the magnetic field effectively “pushes” them to one side of the conductive material or the other depending on the field polarity. When the joystick is moved, the sensor detects which side electrons were pushed to in the conductive material and interprets this as movement. This all happens without physical contact eliminating any chance of friction wear to the sensor! Voila! A contactless joystick input method—one that can drastically increase the lifetime of your controller and is far less prone to drift. Whereas a potentiometer joystick is nearly guaranteed to fail eventually, a Hall-Effect joystick could hypothetically last the entire lifetime of the controller. |
- | Niet goedgekeurde vertaling |
---|---|
+ | [title|Hall-Effect Joysticks] |
+ | |
+ | [page_title|Hall-effect-joysticks: hoe werken ze en hoe voorkomen ze joystickdrift?] |
+ | |
+ | [summary]Hoe werken joysticks met een hall-effect? Wat is het verschil met joysticks met een potentiometer? Voorkomen joysticks met een hall-effect joystick drift?[/summary] |
+ | |
+ | Je hebt dit misschien al eens meegemaakt met je controllers: je personage begint te bewegen zonder input, je richtpunt kruipt omhoog of opzij terwijl je probeert stil te blijven staan, je controller lijkt bezeten te zijn door een geest die constant een klein beetje naar links wil bewegen. Dit fenomeen staat bekend als "joystick drift" en komt zeer vaak voor bij gamecontrollers. Het komt niet doordat je de controller hebt laten vallen of door de kamer hebt gegooid na een bijzonder intensieve gamesessie; het is eerder een ontwerpfout die inherent is aan het mechanisme achter de meeste controllers op de markt: de potentiometer. |
+ | |
+ | == Waarom driften joysticks? == |
+ | |
+ | [image|3311297|size=medium] |
+ | |
+ | Een potentiometer is simpelweg een variabele weerstand die een variabele spanningsdeler vormt. Dit zegt misschien niet veel als je niet bekend bent met elektrische componenten en theorie. Het enige wat je moet weten, is dat de uitvoer van de spanningsdeler verandert afhankelijk van de positie van de stick. Je controller leest deze spanning en vertaalt deze naar een coördinaat. Stel dat 0,1 V "omlaag" betekent en 0,9 V "omhoog". Midden kan worden gedefinieerd als 0,5 V. Potentiometers zijn niet supernauwkeurig, dus deze kalibraties worden meestal in de fabriek uitgevoerd, wat betekent dat de controller altijd 0,5 V als midden verwacht. |
+ | |
+ | Terwijl je je joystick beweegt, beweegt deze een geleidende wisser tegen een resistief contactvlak, waardoor de weerstand en dus de uitgangsspanning variëren. Beweeg je je joystick omhoog, dan nemen de weerstand en de uitgangsspanning toe. Beweeg je de joystick omlaag, dan nemen de weerstand en de uitgangsspanning af. Er zitten twee potentiometers op elke joystick voor horizontale en verticale beweging, dus je controller leest de spanningen van beide om te bepalen waar je je personage naartoe wilt sturen. |
+ | |
+ | Het probleem ontstaat wanneer deze resistieve contactvlakken na verloop van tijd slijten door wrijving. Je kunt je voorstellen hoeveel herhalingen dit systeem krijgt na slechts een uur gamen. Elke keer dat je je joystick heen en weer beweegt, verliezen deze contactvlakken een minuscule hoeveelheid materiaal. Na verloop van tijd verandert dit de weerstand van de contactvlakken. Zodra de weerstandswaarde van de neutrale positie verandert – boem, joystick drift. Omdat je controller een andere spanning meet dan verwacht terwijl hij stilstaat, interpreteert hij dit als joystick-input, waardoor je personage langzaam van die klif af loopt terwijl jij een snack pakt. |
+ | |
+ | == Hoe elimineren Hall-effect joysticks drift? == |
+ | |
+ | [image|3311296|size=medium] |
+ | |
+ | Hier komen Hall-effect-sensoren van pas. Waar de potentiometerjoystick een resistieve pad en een wisser gebruikt om de spanning te variëren, gebruikt een Hall-effect-joystick een contactloos alternatief: magneten. |
+ | |
+ | In een Hall-effect-joystick wordt de geleidende pin (de wisser) vervangen door een magneet en de resistieve contactstrip door een platte geleider (''Hall-element'') die gevoelig is voor magnetische velden. |
+ | |
+ | Terwijl elektronen door dit materiaal stromen, "duwt" het magnetische veld ze effectief naar de ene of de andere kant van het geleidende materiaal, afhankelijk van de veldpolariteit. |
+ | |
+ | Wanneer de joystick wordt bewogen, detecteert de sensor naar welke kant de elektronen in het geleidende materiaal worden geduwd en interpreteert dit als beweging. Dit alles gebeurt zonder fysiek contact, waardoor er geen kans is op wrijvingsslijtage aan de sensor! |
+ | |
+ | Voila! Een contactloze joystick-invoermethode – een die de levensduur van je controller drastisch kan verlengen en veel minder driftgevoelig is. Waar een potentiometerjoystick vrijwel zeker uiteindelijk kapotgaat, zou een Hall-effectjoystick theoretisch de hele levensduur van de controller mee kunnen gaan. |